Vitamin D

Die Versorgung mit Makro- und Mikronährstoffen ist bei einer ausgewogenen, pflanzenbasierten Ernährung mit wenig bis keinen industriell verarbeiteten Lebensmitteln in der Regel gegeben, mit Ausnahme von Vitamin B₁₂. Doch vor allem sekundäre Pflanzenstoffe sind relevant für die Aufrechterhaltung der Gesundheit und Heilung von Krankheiten, obwohl sie nicht als essenzielle Nährstoffe gelten - ausser Vitamine.

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Definition

Vitamin D ist eine Gruppe von fettlöslichen Vitaminen. Die beiden wichtigsten Vertreter dieser Gruppe sind das in Pflanzen vorkommende Vitamin D₂ ("Ergocalciferol"), und das in tierischen Organismen gebildete Vitamin D₃ (Cholecalciferol). Da der menschliche Körper Vitamin D₃ bei ausreichender Sonneneinstrahlung in der Haut selbst herstellen kann, handelt es sich nicht um ein Vitamin im eigentlichen Sinne. Vielmehr ist Vitamin D₃ ein Prohormon.

Vorkommen

In pflanzlichen Nahrungsmitteln kommt nur das Provitamin Ergosterol in Spuren vor. Pilze haben den höchsten Gehalt: Pfifferling (5,3 µg/100 g), Morchel (5,1), Shiitake (0,4) oder Champignon (0,2).²
Die Aufnahme via pflanzliche und tierische Nahrungsmittel (z.B. fettreiche Fische) deckt nur 5 bis 20 % des Vitamin-D-Bedarfs. Daher ist die direkte Sonneneinstrahlung auf die Haut für die Bildung von Vitamin D₃ unerlässlich.

An sonnigen Sommertagen ist der Tagesbedarf allein hierdurch um ein Vielfaches gedeckt. Im Winter jedoch ist die UV-B-Strahlung zu gering. Der Körper stellt nicht mehr genügend Vitamin D in der Haut her und beginnt, die im Sommer angelegten Vorräte aufzubrauchen.³

Eine intensive Sonnenbestrahlung gilt als Ursache für Hautkrebs. Eine Studie aus Südschweden zeigt jedoch, dass Frauen mit ausreichender Sonneneinstrahlung weniger Melanome haben als solche, die zu wenig Sonnenlicht bekommen. Langfristige Sonnenbestrahlung verursacht Plattenepithelkarzinome (nicht-melanotischer Hautkrebs), während Sonnenbrand und übermässige Bestrahlung das Risiko für Melanome erhöhen.⁶

Lager- und Zubereitungsverluste

Vitamin D ist licht- und sauerstoffempfindlich, die Kochverluste sind jedoch gering. Da die Aufnahme von Vitamin D über Nahrungsmittel eine geringe Rolle spielt, sind die Zubereitungsverluste von sekundärer Bedeutung.¹⁰

Ernährung - Gesundheit

Vitamin D spielt eine wesentliche Rolle bei der Regulierung des Calciumspiegels im Blut und beim Knochenaufbau. Es erfüllt aber auch viele weitere wichtige Aufgaben im Körper, wie in den letzten Jahren immer mehr erkannt. Sonnenlicht hat noch weitere Vorteile - aber bei zu viel Exposition überwiegen die Nachteile.³

Tagesbedarf auf lange Sicht

Der Bedarf an exogen zugeführtem Vitamin D hängt stark von der Dauer und der Intensität der UV-Exposition und der damit verbundenen endogenen Vitamin-D-Synthese ab. Die Zufuhrempfehlung von 20 µg/Tag für Kinder und Erwachsene unterstellt eine unzureichende Synthese in der Haut. Im Säuglingsalter empfiehlt man eine Prophylaxe von 10 µg/Tag.³ Die US-Gesundheitsorganisation Institute of Medicine (IOM) empfiehlt eine tägliche Zufuhr von 15 µg.⁹

Risikogruppen

Risikogruppen sind insbesondere Senioren und Menschen, die sich hauptsächlich in verschlossenen Räumen aufhalten. Weitere Risiken bergen das konsequente Benutzen von Sonnencreme oder weitgehend vollständige Bedeckung der Haut mit Kleidern unter freiem Himmel.⁵

Mangelerscheinungen bzw. Mangelsymptome

Vitamin D zählt zu den kritischen Vitaminen. Laut nationaler Verkehrsstudie erreichen 90 % der Bevölkerung in Deutschland die Empfehlungen nicht.³ Auch in anderen Ländern ist die Vitamin-D-Versorgung nicht optimal. Bei Serum-25(OH)D-Konzentrationen <30 nmol/L besteht die Gefahr eines Mangels. Ferner ist eine Serum-25(OH)D-Konzentration < 25 nmol/L ein traditioneller Grenzwert, der in Europa zur Definition eines Vitamin-D-Mangels aufgrund einer metabolischen Knochenerkrankung dient.⁸

Unter den Vitamin-D-Mangelerscheinungen ist die Rachitis beim Kind am bekanntesten. Es kommt zu Verformungen von Knochen, v.a. Brustbein, Schädel und Wirbelsäule. Die Osteomalazie (Knochenerweichung) ist das Pendent bei Erwachsenen. Sie äussert sich in diffusen Knochen- und Muskelschmerzen.³

Überversorgung

Eine Überversorgung kommt bei starker UV-Exposition oder über die Ernährung nicht vor. Erst die massive Überdosierung über Vitamin-D-Präparate kann zu Hyperkalzämie führen, deren akute Symptome Erbrechen und Schwindel sind. Langfristig kann es zur Verkalkung der Nieren kommen.³ Es gibt einen grossen Spielraum für eine höhere Vitamin-D-Zufuhr, ohne Risiko einer Überdosierung. Mengen bis zu 2500 µg sind dann nicht toxisch, wenn man sie auf einmal alle 4 Monate oder täglich über einen Zeitraum von 4 Tagen beschränkt.⁷

Funktionen im Körper

Vitamin D hat ein breites Aufgabengebiet und wirkt sich in vielerlei Hinsicht auf die Gesundheit aus.^3,4,5

• Die klassischen Vitamin-D-Funktionen dienen der Aufrechterhaltung der Calcium (Ca)- und Phosphat (P)-Homöostase. Somit ist Vitamin D an der Knochenmineralisierung, Muskelkontraktion, Nervenleitung und Zellfunktion im gesamten Körper beteiligt.
• "Calcitriol" hat darüber hinaus Funktionen in der Regulation der Genexpression, Zelldifferenzierung und Zellproliferation: in über 30 verschiedenen Zelltypen und Gewebearten hat man Rezeptoren für Vitamin D gefunden, die Calcidiol aktivieren können. Darunter Immunzellen, Gehirn, Muskeln, Herz, Bauchspeicheldrüse, Schilddrüse, Thymus, Eierstockepithel, Darm, Brust- und Prostatagewebe.
• "Calcitriol" hat unter anderem immunmodulatorische und entzündungshemmende Eigenschaften, ist am Glukose-Haushalt und an der Blutdruckregulation beteiligt und beeinflusst den Hirnstoffwechsel und die Fruchtbarkeit.
• Es gibt immer mehr wissenschaftliche Beweise dafür, dass ein guter Vitamin-D-Status zur Prävention häufiger chronischer Krankheiten beiträgt, darunter Krankheiten des Bewegungsapparats, das Metabolische Syndrom, Diabetes Typ 2, Herz- und Gefässkrankheiten, Autoimmun-Krankheiten, Infektionskrankheiten, Krebs und psychische Erkrankungen.

Aufnahme und Stoffwechsel

In der Haut entsteht mithilfe von UV-B-Strahlung aus 7-Dehydrocholesterol das Prävitamin D₃ (nicht Provitamin!). Dieses ist thermodynamisch instabil und unterliegt einer Umlagerung, es entsteht Cholecalciferol (Vitamin D₃). Dieser Schritt ist reguliert. Dadurch ist der Körper kurzfristig vor einer Vitamin-D₃-Überproduktion durch zu viel Strahlung geschützt. Langfristig ergibt sich ein Schutz vor einer Vitamin-D₃-Intoxikation durch eine vermehrte Bildung von Melanin in der Haut. Der Körper bildet bei einer kurzen Sonnenbestrahlung (mit genügend hohem UV-B-Anteil) über einige Minuten ähnlich viel Vitamin D₃, wie bei einer vergleichbaren Bestrahlung über längere Zeit.³

Das Vitamin D₃ gelangt in das Blut und über den Transport mit dem Vitamin-D-bindende Protein (DBP) zur Leber. Dort entsteht durch Hydroxylierung das Zwischenprodukt Calcidiol. Die Nieren können Calcidiol durch eine weitere Hydroxylierung in das biologisch aktive Hormon 1,25-Dihydroxy-Vitamin D ("Calcitriol") umwandeln. Dieser Schritt unterliegt einer strengen Kontrolle. Zu viel "Calcitriol" wirkt hemmend, Parathormon und ein niedriger Phosphatspiegel fördernd.³

Menschen mit dunklerer Hautfarbe benötigen längere Zeit im Freien, um dieselbe Menge an Vitamin D zu produzieren. Der Gehalt an 7-Dehydrocholesterol in der Haut sinkt mit zunehmendem Alter. Ferner nimmt die Fähigkeit der Haut, Vitamin D3 zu bilden, mit zunehmendem Alter im Vergleich zu einem 20-Jährigen um etwa den Faktor 3 ab.³

Speicherung - Verbrauch - Verluste

Vitamin D entsteht durch die Produktion in der Haut nach UVB-Exposition und stammt auch aus der Nahrung. Nach der Aufnahme gelangt es in den Blutkreislauf und verwandelt sich in der Leber in Calcidiol, die Hauptform von Vitamin D, die im Blut zirkuliert und den Vitamin-D-Status widerspiegelt. Ein Teil davon lagert sich im Fettgewebe ab.¹¹

In nordischen Ländern sinken die Calcidiol-Serumspiegel während des Winters nur um 20 bis 40 %, obwohl der UVB-Winter über 6 Monate dauert. Die Halbwertszeit von Calcidiol im Blut beträgt etwa 15 bis 25 Tage, kann jedoch nach der Einnahme von Vitamin D bis zu 82 Tage erreichen.¹¹ Studien mit radioaktiv markiertem Vitamin D zeigten, dass die Halbwertszeit im ganzen Körper ≈2 Monate beträgt.¹² Diese Reserve ist notwendig, um die starken Schwankungen der Vitamin-D-Versorgung durch Sonnenlicht auszugleichen.

Die Ausscheidung geschieht über die wasserlösliche Calcitroinsäure über die Galle.³

Strukturen

Cholecalciferol und "Calcitriol" sind hochwirksames Secosteroide mit struktureller Ähnlichkeit zu den Steroidhormonen.